Question

【题目】某酸性废液含有H+、Fe3+、Ni2+、NO3—、F-和Cr2O72-等。下图是该废液的综合利用工艺流程：（假设： F—与金属离子的络合反应不影响其它反应和计算）

已知：金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH：

	Fe3+	Ni2+	Cr3+
开始沉淀	1.5	6.7	4.0
沉淀完全	3.4	9.5	6.9

Ni2+与足量氨水的反应为：Ni2+＋6NH3 [Ni(NH3)6]2+（[Ni(NH3)6]2+为难电离的络合离子）

（1）滤渣1的主要成分为：____________。

（2）试剂X可以是足量氨水，还可以是：____________ 。（填序号）

A．Ni(OH)2 B．Cr2O3 C．Fe2O3 D．NaOH

（3）若试剂X是足量氨水，“沉镍”的离子方程式为：____________。

（4）经检测，最后的残液中c(Ca2+)＝1.0×10─5 molL-1，则残液中F－浓度____________（填 “符合”或“不符合”）排放标准[已知Ksp(CaF2)=4×10-11，国家排放标准要求氟离子浓度小于10 mgL─1]。

（5）镍(Ni)及其化合物广泛应用于生产电池、电镀和催化剂等领域。

①某蓄电池反应为NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2,放电时若外电路中转移0.6mol电子则正极增重____g。

②图为双膜三室电解法处理含镍废水回收金属镍的原理示意图，阳极的电极反应式为____；电解过程中，需要控制溶液pH值为4左右，原因是_______。

Answer 1

【答案】Fe(OH)3 A [Ni(NH3)6]2＋+S2-=NiS↓＋6NH3 不符合 0.6 4OH--4e-=2H2O + O2↑ pH过高时Ni2+会形成氢氧化物沉淀，pH过低时会有氢气析出，降低镍的回收率

【解析】

某酸性废液含有和 等，在溶液中加入废氧化铁调节溶液PH=3.5，使铁离子全部沉淀，过滤得到滤渣1，滤液中加入与发生反应生成铬离子，加碱沉淀铬离子形成氢氧化铬沉淀，过滤后的滤液中加入沉淀镍，过滤得到滤液中加入石灰浆沉淀得到滤渣3含有：和，氢氧化铬沉淀加酸生成铬离子，高锰酸钾将铬离子氧化为重铬酸根，结晶得到重铬酸钾晶体。

（1）调节溶液PH=3.5，使铁离子全部沉淀，滤渣1为，故答案为：；

（2）据金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH分析，又不引入新杂质可知还可以是，故答案为：A；

（3）若试剂X是足量氨水，与足量氨水的反应为：，加入会生成更难溶的，“沉镍”的离子方程式为： ，故答案为：；

（4）依据溶度积常数计算F-离子浓度，，残液中 ，则，依据国家排放标准要求氟离子浓度小于10mgL-1分析判断，不符合国家标准，故答案为：不符合；

（5）①，根据方程式分析正极电极反应式为：，转移2mol电子电极质量增加2g，故转移0.6mol电子则正极增重0.6g；故答案为：0.6；

②根据图像可知，阳极氢氧根放电生成氧气，故电极反应式为： ；电解过程中pH太高镍离子会沉淀，pH太低则阴极氢离子会放电生成氢气，故需要控制溶液pH值为4左右，故答案为：；pH过高时会形成氢氧化物沉淀，pH过低时会有氢气析出，降低镍的回收率。